防止等中心治療床發(fā)生碰撞的研究

張莉，戴靖，蔡維洵，溫志祥

1.解放軍第458醫(yī)院 放療中心，廣東廣州 510602 ；2.中山大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 放療科，廣東 廣州 510060

防止等中心治療床發(fā)生碰撞的研究

張莉1，戴靖2，蔡維洵2，溫志祥2

1.解放軍第458醫(yī)院 放療中心，廣東廣州 510602 ；2.中山大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 放療科，廣東 廣州 510060

目的 通過對放療設(shè)備臂架旋轉(zhuǎn)角度及治療床升降高度等有關(guān)因素進(jìn)行測量及計(jì)算，得出兩者碰撞的相關(guān)條件，避免因操作不慎導(dǎo)致機(jī)器治療頭與治療床發(fā)生碰撞，損壞昂貴的機(jī)器，甚至導(dǎo)致人員傷亡。方法 系統(tǒng)選擇共面照射，治療床及臂架在零位狀態(tài)向下運(yùn)動，治療床空載，坐標(biāo)系統(tǒng)用IEC-61217。在治療機(jī)上測量驗(yàn)證與各種床的厚、寬相對應(yīng)的床碰撞高度和碰撞臂角度。結(jié)果 在床兩側(cè)外底角觸及下旋的治療頭時(shí)，其床面高度值及Ⅱ、Ⅲ象限臂架角度就是要求證的碰撞床高和碰撞臂角。結(jié)論 本研究碰撞參數(shù)公式對其他類型治療機(jī)同樣可以使用，但須注意其適用條件。

等中心治療床；治療機(jī)；放射治療

臨床放射治療、體外遠(yuǎn)距離照射治療采用的技術(shù)有等距離治療技術(shù)及等中心治療技術(shù)[1-2]兩大類，旋轉(zhuǎn)治療[3]也屬于等中心治療技術(shù)之列。由于等中心治療技術(shù)固定性好，可數(shù)字化重復(fù)擺位，治療精確度高[4]，使得等中心治療技術(shù)應(yīng)用于臨床治療非常廣泛。

等中心治療時(shí)，治療機(jī)常以光欄口或擋塊托架底部到等中心點(diǎn)的距離為半徑，作圓周運(yùn)動，可根據(jù)需求選擇不同臂架角度進(jìn)行治療；而治療床要在此圓周內(nèi)或圓周下運(yùn)動，通過移床或升降床對準(zhǔn)靶區(qū)中心點(diǎn)。因此，機(jī)器治療頭與治療床就有碰撞機(jī)會，若操作不慎就會發(fā)生碰撞，損壞昂貴的機(jī)器，更嚴(yán)重的會機(jī)毀人亡[5]！故有必要對臂架旋轉(zhuǎn)角度及治療床升降高度及兩者的相互關(guān)系等因素進(jìn)行探討研究。

1 材料與方法

本文研究的系統(tǒng)是共面照射，治療床及臂架在運(yùn)動狀態(tài)下有發(fā)生碰撞的可能性。假定治療床空載，坐標(biāo)系統(tǒng)用IEC-61217[6-7]。以數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)床兩側(cè)外底角觸及下旋的治療頭時(shí)的其床面高度值及Ⅱ、Ⅲ象限（90～180°、180～270°）臂架角度范圍內(nèi)的碰撞高H和碰撞臂架角α。

1.1 機(jī)器的幾何條件

（1）瓦里安直線加速器（Precise，Elekta公司）治療床的截面圖及幾何參數(shù)值，見圖1。

圖1 治療床截面圖及幾何參數(shù)

該床有3種床厚及床寬，且床扶杠可卸除，床搖臂可內(nèi)旋置床底中部。

當(dāng)裝上扶杠：床寬=58cm、床厚=5.5cm。

當(dāng)卸除扶杠：床寬=54cm、床厚=9cm。

當(dāng)卸除扶杠，搖臂內(nèi)收：床寬=50cm、床厚=3cm。

（2）加速器等中心治療示意圖及治療機(jī)架和機(jī)頭的幾何結(jié)構(gòu)，見圖2。T1是放射源，O是等中心點(diǎn)，T1O=SAD=100cm。T1G是源位的束軸。以光欄口最底點(diǎn)至等中心點(diǎn)距離為半徑、等中心點(diǎn)為圓心作圓，圓與光欄之切點(diǎn)是A點(diǎn)，AO=45cm，設(shè)AO為R2，此圓為R2圓。以擋塊托架底部至等中心點(diǎn)的距離為半徑，等中心點(diǎn)為圓心作圓，圓與托架底部之切點(diǎn)是B點(diǎn)，BO=31cm，設(shè)BO為R1，此圓為R1圓。圖2中，矩形p'q'C'E'是治療床，OD'是床厚，設(shè)OD'=d。OF是床面下降高度，已設(shè)為H，OD是床下降H時(shí)，等中心點(diǎn)至床底距為H'。p'q'或C'E'是床寬，把它設(shè)定為L，p'q'=C'E'=L。

圖2 加速器等中心治療示意圖及治療機(jī)架和機(jī)頭的幾何結(jié)構(gòu)

1.2 碰撞參數(shù)公式推導(dǎo)

根據(jù)以上幾何條件，經(jīng)數(shù)學(xué)推導(dǎo)(過程省略)可得以下公式:

（1）碰撞床面高度值公式：

（2）碰撞床底高度值公式：

（3）碰撞臂架角度公式：

d、L、R定義同前，α式中的加號為第Ⅲ象限碰撞臂架角，減號為第Ⅱ象限碰撞臂架角。

2 碰撞條件計(jì)算結(jié)果

（1）當(dāng)加速器裝上擋塊托架時(shí)，R1=31cm，治療床于0位狀態(tài)垂直下降在Ⅱ、Ⅲ象限與治療頭發(fā)生碰撞的相關(guān)條件值，見表1。由（1）～（3）公式求得不同床寬厚的碰撞高度值，臂架在αⅡ、αⅢ象限的碰撞角度。（2）當(dāng)加速器卸除擋塊托架R2=45cm時(shí)，上述碰撞參數(shù)條件，見表2。

表1 治療機(jī)頭與治療床發(fā)生碰撞的幾何參數(shù)條件（有擋塊托架時(shí)）

表2 治療機(jī)頭與治療床發(fā)生碰撞的幾何參數(shù)條件（無擋塊托架時(shí)）

（3）實(shí)際測量驗(yàn)證：在治療機(jī)上經(jīng)實(shí)際測量驗(yàn)證，在R1=31cm，R2=45cm兩種條件下，表1～2中的各種床厚、寬相對應(yīng)的床碰撞高度和碰撞臂角度，在機(jī)器上得到相同的印證。

3 討論

（1）由實(shí)測得知：d×L=3×50（cm2），H<15.33cm或H'<18.33cm，對應(yīng)Ⅱ、Ⅲ象限臂架順旋至180°時(shí)，不會在126.25°碰撞。反之則會出現(xiàn)碰撞，就需向?qū)?cè)移床避讓。

（2）H'值隨L值增大而減少，成反比，如圖2中的C、E兩碰撞點(diǎn)也隨之向上抬高，靠近等中心水平面。當(dāng)R=31cm時(shí)，H值隨床寬增加而減少，成反比；當(dāng)R=45cm時(shí)，H值并遵循反比的規(guī)律，如當(dāng)L=54cm、H=27cm，與L=58cm、H=28.5cm時(shí)，L=54cm的H值反而

（3）表1～2的最小治療床寬L=50cm，H'床底高均為最大值，可下旋角度α亦然。由此可見，在日常治療工作中，如果床寬可變化，應(yīng)用最小值，提高臂架旋向Ⅱ、Ⅲ象限的通過性[9]，會使擺位治療操作更安全。

（4） 圖2中R1圓 的R1=31cm，R2圓 的R2=45cm。R2-R1=45-31=14（cm）。R2圓和R1圓同床寬的床高之比：L=50cm時(shí)，37.42/18.33=2.04（倍）；L=54cm時(shí)，36/15.23=2.36（倍）；L=58cm時(shí)，34/10.95=3.10（倍）。其比值均>2，可見R2=45cm時(shí)，治療頭在治療床周圍旋轉(zhuǎn)360°其通過性最好，安全性最高。即表2中d×L=9×54cm2時(shí)，H=27cm。在胸腹腫瘤的放射治療中，常用真空袋加以固定體位，仰臥位時(shí)，其H值會因真空袋的厚度而增加，但日常胸腹腫瘤治療H值在25cm以內(nèi)，故H=27cm是可滿足常規(guī)治療需要的。由此可見R值越大，其床的機(jī)動性越好，安全性越高。當(dāng)R2=45cm時(shí)，應(yīng)用多葉光柵（MLC）靜、動態(tài)技術(shù)的多角度照射或旋轉(zhuǎn)治療技術(shù)都可實(shí)現(xiàn)，另外有防撞環(huán)的保護(hù)就更安全。

（5）碰撞參數(shù)公式對其他類型治療機(jī)同樣可以使用，但須注意其適用條件：① 共面照射[10]。② 治療床在零位狀態(tài)作垂直下降。③ 治療床空載。

（6）研究H或H'、α值時(shí)必須注意：① 治療床是否有彎曲和變形。② 治療床負(fù)載時(shí)，產(chǎn)生的彎曲變化程度。③ 有變形的治療床，碰撞會提前發(fā)生。

（7）H值或H'、α值的意義：① H值或H'值代表當(dāng)治療床下降至該值，治療頭通過時(shí)，就會有碰撞發(fā)生。②α值代表第Ⅱ、Ⅲ象限發(fā)生碰撞的臂架角度。③ H值或H'、α值不是安全值，它們是危險(xiǎn)值。④ 治療床下降高度小于H值時(shí)，治療頭應(yīng)可通過第Ⅱ、Ⅲ象限。治療床下降值≥H值時(shí)，就會碰撞，就需注意床的避讓。⑤α值是Ⅱ、Ⅲ象限碰撞角度，當(dāng)治療床兩邊是金屬結(jié)構(gòu)時(shí)，α值也是遮擋射線通過的角度，以此α值入射，會導(dǎo)致無效治療，應(yīng)注意。特別是制定放療計(jì)劃時(shí)，要注意避免遮擋的發(fā)生。

4 結(jié)束語

等中心放療機(jī)是昂貴的醫(yī)療設(shè)備，需小心使用，安全操作不容忽視。經(jīng)上述探討可知：治療頭和治療床的碰撞與R值、床寬、床邊厚度有關(guān)。當(dāng)R值一定時(shí)，床寬小，床邊薄其安全通過性就高。床越寬、越厚就越危險(xiǎn)，治療頭的通過性就差。

在放療工作中，各單位可根據(jù)不同的治療機(jī)參數(shù)修改表1～2，得到各機(jī)器的碰撞條件，使治療計(jì)劃的制定和執(zhí)行中避免碰撞。

放療擺位工作中，直線加速器即使有防撞環(huán)，但它設(shè)置在光欄口附近，當(dāng)裝上擋塊托架做常規(guī)放療時(shí)，防撞環(huán)固定于托架上方而失去保護(hù)作用，需特別注意避免碰撞事故發(fā)生[11]，否則后果嚴(yán)重。要靈活使用設(shè)備，有碰撞危險(xiǎn)，就要注意移床避讓。

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A Study on Prevention of Isocenter Treatment Bed Collision

ZHANG Li1, DAI Jing2, CAI Wei-xun2, WEN Zhi-xiang2
1.Radiology Oncology Department, The PLA 458 Hospital, Guangzhou Guangdong 510602, China; 2.Radiation Oncology Department, Sun Yatsen University Cancer, Guangzhou Guangdong 510060, China

Objective To avoid careless operations that may lead to machine head and bed collision and even casualsties by measureing and calculating the rotation angle of the gantry and bed height and other relevant conditions that may lead to collision. Methods Coplanar irradiation, bed and gantry move downward in zero state, bed empty loaded, coordinate system IEC-61217 is used. Results Once any sides of the bed touches the downward circumgyrating gantry, the bed height value and Ⅱ, Ⅲ quadrant gantry angle is the required collision high and gantry angle. Conclusion The parameter in the formula of this study is available for other treatment devices, but the condition should be suitable.

isocenter bed; therapy apparatus; radiotherapy

R815.6

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.02.004

1674-1633(2012)02-0019-03

2011-08-08

2011-09-01

作者郵箱：zhangli458hos@163.com